NPANI-Zn 2+ -PSSPolimerinin Fotokatalitik Etkisinin İncelenmesi

NPANI-Zn²⁺-PSS Polimerinin Fotokatalitik Etkisinin İncelenmesi için 3 farklı deney yapılmıştır ve deney sonucu elde edilen verilerle çizilen grafikler Şekil 4.7.4.a.’da verilmiştir.

Birinci deneyde MB’nin katalizörsüz ortamda UV ışık kaynağı altında ışınlama süresi ile bozunma verimi arasındaki ilişki incelenmiştir. MB’nin bu şartlarda 300 dk sonunda %1’lik bir bozunma gösterdiği belirlenmiştir. Bu sonuca göre UV ışınının katalizörsüz ortamda fotokatalitik etki göstermediği anlaşılmaktadır.

İkinci deneyde ise MB içeren çözelti ortamına NPANI-Zn²⁺-PSS polimeri eklenip karanlıkta bekletilmiştir. Bu şartlarda ise MB boyasının %55 oranında bozunduğu belirlenmiştir.

Üçüncü deneyde ise MB ve NPANI-Zn²⁺-PSS içeren karışım belirli sürelerde UV ışığı altında bekletildikten sonra absorbansları ölçülmüştür. Bu deney sonunda MB boyasının %95’ten fazlasının bozunduğu gözlenmiştir.

73

Zaman (dk)

0 50 100 150 200 250 300

%Bozunma

0 20 40 60 80 100

(NPANI-Zn²⁺)-PSS UV Işık (NPANI-Zn²⁺)-PSS Karanlık MB

Şekil 4.7.4.a. (NPANI-Zn²⁺-PSS) -MB- çözücü karışımlarının karanlıkta ve UV ışığı altında; MB-çözücü karışımının UV ışığı altında ışınlama zamanına göre MB’nin bozunma verimi

MB boyasının zamanla bozunma davranışını incelemek için NPANI-MB-çözücü karışımı hazırlanmıştır ve belirli sürelerde ışınlanarak absorpsiyonları ölçülmüştür (Şekil 4.7.4.b.).

74

Dalga Boyu (nm)

500 550 600 650 700 750

Absorbans

0,0 0,2 0,4 0,6

Şekil 4.7.4.b. NPANI-Zn²⁺-PSS varlığında MB’nin UV-vis. absorpsiyon spektrumundaki değişimler

Şekil 4.7.4.b.’den de görüldüğü gibi MB’ye ait 640 nm ve 664 nm’de görülen karakteristik absorpsiyon bantları 300 dakika sonunda tamamen kaybolmaktadır. Bu durum, NPANI-Zn²⁺-PSS katalizörlüğünde MB boyasının

% 95’e yakın bozulduğunu gösterir.

NPANI-Zn²⁺-PSS’nin fotokatalizör olarak kaç kez kullanılabileceğini belirlemek için NPANI-Zn²⁺-PSS/MB çiftinin UV ışığı altında dört kez fotokatalitik etkisi incelenmiştir (Şekil 4.7.4.c.). Bunun için NPANI-Zn²⁺-PSS) polimerinden 1,6 mg alınarak bunun üzerine 3 mL (1x10^-5 M) MB sıvısından konularak bir karışım hazırlanmış ve bu karışımın absorbansı ölçülmüştür.

Ölçümden sonra katalizör, boyadan santrifüj yardımıyla ayrılıp kurutulduktan sonra tekrar MB boya çözeltisi içine tekrar konulup aynı prosedürle fotokatalitik etkisi incelenmiştir. Böylece her bir katalizör için 4 kullanımlık çalışılmalar yapılmıştır.

75

Şekil 4.7.4.c. NPANI-Zn²⁺-PSS)’nin fotokatalizör olarak kullanım sayısını belirlenmesine ait % Bozunma-Zaman grafiği

Şekil 4.7.4.c.’den görüldüğü gibi NPANI-Zn²⁺-PSS’nin fotokatalitik özelliği PANI’nin fotokatalitik özelliğine göre (Şekil 4.7.4.c.) oldukça daha kararlıdır.

Bu kararlılık, NPANI polimerine Zn²⁺ iyonu ve PSS katkılanmasından kaynaklandığı söylenebilir.

Fotokatalitik özellikte az da olsa bir azalma vardır. Bunu nedeni, diğer polimerlerde önerildiği gibi dopant madde kaybı ile polimerin bozunması olabilir.

76 5.SONUÇLAR

Yapılan çalışmalardan elde edilen sonuçları şöyle özetleyebiliriz.

1.İletken polianilin polimeri, PANI (Emeraldin Tuzu(ES)/PANI) sentezlenmiştir.

2.PANI polimeri tetrabütil amonyum hidroksit bazı ile etkileştirilerek NPANI (Emeraldin Bazı(EB)/PANI) sentezlenmiştir.

3.NPANI içeren çözeltiye Zn²⁺ ilave edildiğinde Zn²⁺iyonlarının polimer zincirine azot atomları üzerinden katıldığı / katkılandığı gözlenmiştir.

4. PANI polimerine Zn²⁺ destekli PSS maddesi katkılanmıştır.

5.Yapılan çalışmalar göstermiştir ki polianilin polimerine metal iyonlarının desteği ile polianilinin özelliğini değiştirebilecek polimerik yapıda olan veya olmayan maddeler katkılanabilecektir.

6.PANI polimerinin fotokatalitik etkisi, tamamen polimerin katkılanma dercesine bağlıdır. Bilindiği gibi katılanmış polimer ile katkılanmamış polimerlerin band gap enerji aralıkları birbirinden oldukça farklıdır.

Katılanmış polimerler düşük band gap enerji aralıklarına sahip oldukları için iletken özellik göstermektedirler ve aynı zamanda da fotokatalitik özelliğe sahip olmaktadırlar. Katkılanmamış polimerler ise yalıtkan olduklarından fotokatalitik özelliğe sahip değildirler.

7.Elde edilen polimerlerle yapılan fotokatalitik işlemler sonucunda bozunma yüzdeleri sırasıyla PANI (%67), NPANI (%80), NPANI- Zn²⁺ (%80), (NPANI-Zn²⁺)-PSS ( %95)’ten fazlasının bozunduğu gözlenmiştir.

77

8. PANI, NPANI, NPANI- Zn²⁺, (NPANI-Zn²⁺)-PSS polimerlerinin 4 kullanım sonucu yaklaşık % ‘de bozunma değerleri çizelge 5.1. ‘ de verilmiştir.

Çizelge 5.1. PANI, NPANI, NPANI- Zn²⁺, (NPANI-Zn²⁺)-PSS polimerlerinin 4 kullanım sonucu yaklaşık % ‘ de bozunma değerleri

% Bozunma 1.Kullanım 2.Kullanım 3.Kullanım 4.Kullanım

PANI %60 %55 %55 %40

NPANI %95 %87 %85 %70

NPANI- Zn²⁺ %90 %80 %67 %64

(NPANI-Zn²⁺)-PSS %95 %90 %70 %67

78 KAYNAKLAR

[1]Saçak,M., Polimer Kimyasına Giriş.1-2.Döner Sermaye İşletmesi Yayınları, Ankara,1998.

[2]Anonim,PolimerMalzemeler.http://www.yildiz.edu.tr/Polimerler.(Erişim Tarihi: 29.03.2018).

[3]He, B. L., Dong, B., Wang, W., Li, H. L., Performance of polyaniline/multi-walled carbon nanotubes composites as cathode for rechargeable lithium batteries. Materials Chemistry and Physics, 114(1), 371-375, 2009.

[4]Amado, F. D. R., Rodrigues, M. A. S., Bertuol, D. A., Bernardes, A. M., Ferreira, J. Z., Ferreira, C. A., The effect of production method on the properties of high impact polystyrene and polyaniline membranes.

Journal of Membrane Science, 330(1-2), 227-232, 2009.

[5]Abshinova, M. A., Kazantseva, N. E., Saha, P., Sapurina, I., Kovarova, J., Stejskal, J., The enhancement of the oxidation resistance of carbonyl iron by polyaniline coating and consequent changes in electromagnetic properties. Polymer Degradation and Stability, 93(10), 826-1831, 2008.

[6]Erokhin, V., Berzina, T., Fontana, M. P., Hybrid electronic device based on polyaniline-polyethyleneoxide junction. Journal of Applied Physics.

97(6), 2005.

[7]Crowley, K., Morrin, A., Hernandez, A., O'Malley, E., Whitten, P. G., Wallace, G. G., Smyth, M. R., Killard, A. J., Fabrication of an

79

ammonia gas sensor using inkjet-printed polyaniline nanoparticles.

Talanta, 77(2), 710-717, 2008.

[8]Airoudj, A., Debarnot, D., Beche, B., Poncin-Epaillard, F., Development of an optical ammonia sensor based on polyaniline/epoxy resin (SU-8) composite. Talanta, 77(5), 1590-1596, 2009.

[9]Ismail, Y. A., Shin, S. R., Shin, K. M., Yoon, S. G., Shon, K., Kim, S. I., Kim, S. J., Electrochemical actuation in chitosan/polyaniline microfibers for artificial muscles fabricated using an in situ polymerization. Sensors and Actuators Chemical, 129(2), 834-840, 2008..

[10]Peng, H., Zhang, L. J., Soeller, C., Travas-Sejdic, J., Conducting polymers for electrochemical DNA sensing. Biomaterials, 30(11), 2132-2148, 2009.

[11]Polat,V., Polikarbazol/Kitosan İletken Kompozitlerin Elektrokimysal Sentezi ve Karakterizasyonu.Yüksek Lisans Tezi. Aksaray Üniversitesi, Aksaray,2013.

[12]Gürsoy,S.Ş., Gürsoy, O., Pestisit Analizlerinde Asetilkolinesteraz İnhibisyonuna Dayalı İletken Polimer Esaslı Biyosensörler.

DergiPark, 15(4), 431-432, 2017.

[13]Akşit, A., Çelik, E., Ebeoğlugil, M.F., Kayatekin, I., Onar, N., Özdemir, İ.

Polianiline ve Polipirol Kaplanan Pamuklu Kumaşların Elektromanyetik Koruyuculuk ve İletkenlik Özellikleri. DergiPark 14 (67), 10-16, 2014.

[14]Anonim,https://tr.scribd.com/PolimerMalzemelerinElektrikİletkenliği (Erişim Tarihi:16.04.2018).

80

[15]Ekici,H.,http://www.kuark.org/2014/08/yariiletkenlerde-band-teorisi-ve-fermi-dirac-istatistigi/.(Erişim Tarihi:05.04.2018).

[16]Yavuz, A. G. Sübstitüe Polianilin/Kitosan Kompozitlerinin Sentezi, Karakterizasyonu ve Biyosensör Özelliklerinin İncelenmesi. Doktora Tezi, Süleyman Demirel Üniversitesi,Isparta, 2010.

[17]Şahmetlioğlu, E., Demir, İ., Metal İçerikli İletken Polimerlerin Sentez ve Karakterizasyonu. Niğde, Niğde Üniversitesi, 2007.

[18]Doğan,D.,Metal Oksitli ve Metal Oksitsiz Ortamlarda Polianilin Sentezi, KarakterizasyonuveFotokatalitikEtkisininİncelenmesi.YüksekLisans TeziKırıkkaleÜniversitesi,Kırıkkale.2015.

[19]Kondawar,S.B.,Conducting Polymer Nanocomposites for Supercapacitors.http://021090jq5.y.http.eds.a.ebscohost.com.proxy.k irikkale.elibrary.com.(ErişimTarihi:14.04.2018).

[20]Ak, M., Çukurluoğlu, S., Gümüşayı, O.,Soğancı, T. Yeşil Kimya İle İletken Polimer Sentezi ve ElektrokromikÖzellikleri. Pamukkale Universitesi Mühendislik Bilim Dergisi, 23(6), 753-754, 2017.

[21]Özer,A., ve ark.Conductıve Polymers and Theır Applıcatıons.International Engineering,Science and Education Conference (INESEC) Science Proceeding Book. 22-24, 2016.

[22]Wang, H. L., Fernandez, J. E., Conducting Polymer Blends.Polypyrrole and Poly(Vinyl Methyl Ketone). Macromolecules, 25(23), 6179-6184, 1992.

[23]Saçak, M., Polimer Kimyası. Gazi Kitapevi, 411 s., Ankara, 2004.

81

[24]Taş,R., Periyodik Asit ile Polianilin Nanopartiküllerin Sentezi ve Karakterizasyonu.Yüksek Lisans Tezi, Gaziosmanpaşa Üniversitesi.

Tokat, 2010.

[25]Syed, A.A., Dinesan, M.K.,Polyaniline a novel polymeric material.Talanta, 38(8), 815, 1991.

[26]Letheby, H., XXIX. On the production of a blue substance by the electrolysis of sulphate of aniline. Journal of the Chemical Society, 15 161-163, 1862.

[27]Can, M., Uzun, S., Pekmez, N., Chemical Polymerization of Aniline Using PeriodicAcid İn Acetonitrile. SynteticMetals, 159,1486-1490, 2009.

[28]Gurunathan, K., Murugan, A. V., ve ark., Electrochemically synthesised conducting polymeric materials for applications towards technology in electronics, optoelectronics and energy storage devices. Materials Chemistry and Physics, 61(3), 173-191, 1999.

[29]Kumar, D., Sharma, R. C., Advances in conductive polymers. European Polymer Journal, 34(8), 1053-1060, 1998.

[30]Zhang, Y. J., Lin, Y. W., Chang, C. C., Wu, T. M., Magnetic properties of hydrophilic iron oxide/polyaniline nanocomposites synthesized by in situ chemical oxidative polymerization. Synthetic Metals, 160(9-10), 1086-1091, 2010.

[31]Valentova, H., Stejskal, J., Mechanical properties of polyaniline. Synthetic Metals, 160(7-8), 832-834, 2010.

[32]Malinauskas, A., Chemical deposition of conducting polymers. Polymer, 42(9), 3957-3972, 2001.

82

[33]Taş,R., Metal Destekli Katkılanmış Polianilin İletken PolimerininSentezive Karakterizasyonu, DoktoraTezi, Gaziosmanpaşa Üniversitesi,Tokat, 2016.

[34]Gillado, A.V., Herrera, M.U., Parel, M.M. Morphology and electrical conductivity of polyaniline coating on acetate film.Elsevıer, 74 , 2018.

[35]Pına,C.D.,Falletta,E.,PolyanilineFromTraditiontoInnovation.http://eds.a.eb thermally dedoped polyaniline. Synthetic Metals, 207-210, 1994.

[39]Lux, F., Properties of electronically conductive polyaniline. A comparison between well known literature data and some recent experimental findings. Polymer, 35(14), 2915-2936, 1994.

[40]Bhadani, S.N., Gupta, M.K. and Gupta S.K., Cyclic voltammetry and conductivity investigation of polyaniline. J. Applied Polymer Science, 49, 397-403, 1993.

[41]P.K. Kahol , A.J. Dyakonov, B.J. McCormick. An electron-spin-resonance study of polymer interactions with moisture in polyaniline and its derivatives, USA.17-18.

83

[42]Nechtschein, M., Santier, C., Travers, J.P. Chrobuczek, J., Alix, A. and Ripert, M.,Water effects in polyaniline NMR and transport properties.

Synthetic Metals,311-316, 1987.

[43]Coşkun, E. Polianilin ve Türevleri ile PVC Nanokompozitlerin Sentezlenmesi ve Gama Radyasyonunun Etkisinin İncelenmesi.

Yüksek Lisans Tezi. Hitit Üniversitesi, Çorum,2013.

[44]Dağ,Ü., Sodyum hipoklorit ile Polianilinin Sentezi ve Karakterizasyonu.

Yüksek Lisans Tezi. Ankara Üniversitezi, Ankara, 2010.

[45]Sinha, S., Bhadra, S., Khastgir, D., Effect of Dopant Type on the Propertiesof Polyaniline. Journal of Applied Polymer Science.112(5), 3135 – 3140, 2008

[46]Toshima, N., Hara, S., Direct synthesis of conducting polymers from simple monomers. Prog. Polym. Sci. 20, 135-141, 1995.

[47]Varol. A., Elektrokimyasal Yolla Karbon Malzeme Yüzeyinde Sentezlenen Politiyofen ve Bazı Türevlerinin Süperkapasitör Aktif Materyali Olarak Kullanımı. YüksekLisans Tezi. Osmangazi Üniversitesi, Eskişehir, 2012.

[48]Carbaş, B.B., İletken Polimer ve Enerji Uygulamaları. Küresel Mühendislik Çalışmaları Dergisi, 49-55, 2016.

[49]Şad.F., Yarıiletkenlerde İletkenlik Ölçümleri. Yüksek Lisans Tezi. Mersin Üniversitesi, Mersin, 2010.

[50]Lynwood,C.,Polystyrene Synthesis, Characteristics and Applications.http.eds.a.ebscohost.com.proxy.kirikkaleelibrary.com./e book. (ErişimTarihi:01.05.2018)

84

[51]Dukes,M.N.G.,Aronson,J.,Meyler’s.,SideEffectsofDrugs.http.eds.a.ebsco host.com.proxy.kirikkale-elibrary.com./(ErişimTarihi: 01.05.2018)

[52]Rankin, B.F.,"Polystyrene sulfonate containing opthalmic solutions." U.S.

163, 1976.

[53]Anonim,https://kimyasimya.blogspot.com.tr/2012/10/fotokataliz.html. . (ErişimTarihi: 02.05.2018).

[54]Gürkan,Y. Y., Yeni Ametal Katkılandırılmış TiO2 Fotokatalizörlerin Tasarımı, Sentez ve Fotokatalitik Aktiviteleri. Doktora Tezi. Yıldız Teknik Üniversitesi, İstanbul, 2010.

[55]Anonim,http://artmer.beun.edu.tr/icerik/19/termogravimetrik diferansiyel-termal-analiz-cihazi-tga-dta.html. (ErişimTarihi:15.08.2018).

[56]Anonim,http://www.bayar.edu.tr/besergil/(ErişimTarihi:15.08.2018).

[57]Pekmez, N. O., Abaci, E., Cinkilli, K., Yagan, A. Polybithiophene and its bilayers with polyaniline coatings on stainless steel by electropolymerization in aqueous medium. Progress in Organic Coatings, 65(4), 462-468, 2009.

[58]Mallick, K., Witcomb, M., Dinsmore, A., Scurrell, M., Polymerization of Aniline by Cupric Sulfate: A Facile Synthetic Route for Producing Polyaniline, 13, 397-401, 2006.

[59]Mallick, K., Witcomb, M., Scurrell, M., Strydom, A., Paramagnetic Polyaniline Nanospheres, Chemical Physics Letters, 494, 232-236, 2010.

[60]Haspulat, B., Topçu Sulak, M., Kamis, H., Effect of Pb²⁺ and Cu²⁺ as a codopant on the structure,morphology and conductivity of nanostructured polyaniline. Particulate Science and Technology.

35:4,426-433. 2016.